JP2017532029A5

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Publication number: JP2017532029A5
Application number: JP2017514644A
Authority: JP
Filing date: 2015-09-17
Publication date: 2020-01-30
Anticipated expiration: 2035-09-17

Description

本開示は概して、マイクロ波レトルトシステムと、マイクロ波レトルトシステムを用いて、食品を低温殺菌及び／又は殺菌温度などまで加熱する方法と、マイクロ波レトルト方法での処理用に調合した食品に関する。本明細書に記載されているシステムと方法では、包装食品を少なくとも部分的に液体媒体に浸漬して、マイクロ波エネルギーで処理して、その食品を低温殺菌又は殺菌温度まで加熱し、その食品を低温殺菌又は殺菌するのに十分な時間、その低温殺菌及び／又は殺菌温度で保持する。一態様では、本明細書に記載されているマイクロ波レトルト方法とシステムでは、外面を含め、食品が１３５°Ｆよりも高い温度に達しないようにしながら、食品を低温殺菌及び又は殺菌温度まで加熱する。このようにする際には、少なくともいくつかのアプローチでは、本明細書に記載されているマイクロ波レトルト方法とシステムでは、有益なことに、味と官能的な特性が、レトルト方法を経ていない同様の作りたての製品と同等又はほぼ同等であるとともに、従来の浸漬又は飽和蒸気レトルト方法を経た同様の食品よりも著しく優れている食品をもたらす。

一態様では、マイクロ波エネルギーを用いて、包装食品を低温殺菌又は殺菌する方法を提供する。この方法は、包装食品を約５０℃〜約８０℃の温度まで予熱することと、第１の温度部と、少なくとも第２の温度部とを備えるマイクロ波ゾーンに、包装食品を運ぶこと、第１の温度部において、温度が約２０℃〜約１１０℃の液体媒体に包装食品を浸漬し、マイクロ波エネルギーを食品に、第１の期間照射することと、包装食品を第１のマイクロ波温度部から第２のマイクロ波温度部に運ぶことであって、第２の温度部の液体媒体の温度が、第１の温度部の液体媒体よりも高いことと、マイクロ波エネルギーを食品に、第２の期間照射することと、約１１５℃〜約１３５℃の温度の液体媒体を含む保持ゾーンに、少なくとも第１及び第２の期間、マイクロ波エネルギーを照射した包装食品を運ぶことと、包装食品を保持ゾーンから冷却ゾーンに運ぶこととを含む。

一アプローチでは、この方法は、包装食品を第３の温度部に運ぶことと、マイクロ波エネルギーを食品に、第３の期間照射することを更に含み、第２の温度部の液体媒体の温度は、第１の温度部の液体媒体よりも高い。

マイクロ波エネルギーの照射中、第１及び第２の各温度部の液体媒体の温度は、約２０〜約９５℃であってよく、別の態様では、約２０〜約９０℃であってよく、別の態様では、約２０〜約８５℃であってよい。少なくともいくつかのアプローチでは、各方法行程は、食品のいずれの部分も、１３５℃を超える温度に達しないようにして行う。

別の態様では、その予熱ゾーン内の液体媒体を約５０℃〜約８５℃の温度まで加熱するように構成された予熱ゾーンと、少なくとも１つのマイクロ波供給源を備えるマイクロ波ゾーンと、マイクロ波エネルギーをマイクロ波供給源から、マイクロ波ゾーンに配置された包装食品に導くように構成された少なくとも２つのマイクロ波照射部と、マイクロ波ゾーンの少なくとも２つの温度部であって、それぞれの温度部内の液体媒体を加熱するように構成された各温度部と、包装食品を予熱ゾーンからマイクロ波ゾーンに移動させるように構成された運搬装置とを備えるマイクロ波レトルトシステムを提供する。

本開示は概して、マイクロ波レトルトシステムと、マイクロ波レトルトシステムを用いて、食品を低温殺菌及び／又は殺菌温度などまで加熱する方法と、マイクロ波レトルト方法での処理用に調合した食品に関する。本明細書に記載されているシステムと方法では、包装食品を少なくとも部分的に液体媒体に浸漬し、マイクロ波エネルギーで処理して、その食品を低温殺菌又は殺菌温度まで加熱し、その低温殺菌及び／又は殺菌温度で、十分な時間保持して、その食品を低温殺菌又は殺菌する。一態様では、本明細書に記載されているマイクロ波レトルト方法とシステムは、食品の外面を含め、食品が１３５°Ｆよりも高い温度に達しないようにしながら、食品を低温殺菌及び／又は殺菌温度まで加熱する。このようにする際には、少なくともいくつかのアプローチでは、本明細書に記載されているマイクロ波レトルト方法とシステムにより、有益なことに、味と官能的な特性が、レトルト方法を経ていない同様の作りたての製品と同等又はほぼ同等であるとともに、従来の浸漬又は飽和蒸気レトルト方法を経た同様の食品よりも著しく優れている食品をもたらす。

本明細書に記載されているマイクロ波レトルト方法は概して、個々の、典型的には加圧したチャンバーを通るように食品を運ぶか又は別段の形で移動させて、連続的又は半連続的な方法をもたらすことを含む。少なくともいくつかのアプローチでは、個々のチャンバーは、食品を１つのチャンバーから次のチャンバーに運ぶ際に開閉する１つ以上のゲート又はドアによって区切られている。それらのゲートは主に、圧力の高い方のチャンバーから圧力の低い方のチャンバーに向かって圧力が劇的に損失したり、又は液体媒体が劇的に喪失したりすることなく、圧力が異なっていてよいとともに、異なる温度の液体媒体が収容されていてよいチャンバー間で食品を移動可能にする圧力ロックである。

行程１０１では、包装食品を予熱ゾーンに配置し、このゾーンで、食品を少なくとも部分的に液体媒体に浸漬し、食品を所望の温度まで加熱する。大半のアプローチでは、食品を完全に液体媒体に浸漬する。しかしながら、示差予熱が望ましい場合、食品を部分的に液体媒体に浸漬するのが望ましいことがある。概して、食品は、ビン、パウチ、又は可撓性若しくは硬質容器のような適切なパッケージに供給する。予熱を用いて、製品の温度を室温超に、ただし概ね殺菌温度未満に平衡化する。これにより、マイクロ波ゾーンで照射されるマイクロ波エネルギーを更に効率的に利用できるようになる。チャンバー内の液体媒体は、例えば蒸気を当てるなど、当該技術分野において既知のいずれかの手段によって加熱してよい。少なくともいくつかのアプローチでは、液体媒体は水であり、この水は、マイクロ波エネルギーの照射中に、液体媒体に対する誘電損失を最小限にする助けとなる。概して、予熱ゾーンにおいて食品を均一に加熱できるが、調理しないように、液体媒体の温度を選択する。例えば、製品が調理されると、複雑な物理的及び化学変化が生じ始める。生じ得る化学的変化としては、例えば、カラメル化、メイラード反応、タンパク質の変性、食品中のデンプン又はその他の多糖の分解、及び望ましくない風味化合物又は色の生成が挙げられる。これら及びその他の変化は、質感、風味、色、又はその他の官能的な特性といった、食品の特定の特質に悪影響を及ぼし得る。したがって、食品が調理されないように、予熱行程の温度を選択するのが概して好ましい。

一アプローチでは、予熱行程で用いる液体媒体の温度は、約５０℃〜約８５℃であってよく、予熱行程は、食品内に約５０〜約８０℃の均一な温度をもたらすのに有効な期間行ってよい。「均一に加熱する」又は「均一な温度」という用語は、食品の最低温度点と最高温度点との差が、約６℃の範囲内、別の態様では、約４℃の範囲内、別の態様では、約３℃の範囲内であることを意味する。最低温度点は、代表的な食品の全体に、複数の熱電対又はその他の温度測定装置を配置することによって、直接割り出すことができる。最低温度点は、コンピューターモデリングによって推定することもできる。いくつかの食品では、最低温度点は、食品の幾何学的中心であってもよい。最高温度点は、食品の外面上にあっても、なくてもよい。

マイクロ波チャンバーの液体媒体を予熱するのが有益と以前は考えられていた。例えば、低温殺菌処理には、約８０℃〜約１００℃の液体媒体温度を使用し、殺菌処理には、約１００℃〜約１４０℃の温度を使用していた。しかしながら、約１２１°〜約１３５℃の殺菌水浴温度でマイクロ波エネルギーを製品に照射すると、食品へのマイクロ波の浸透が最小限になることがあり、その結果、食品表面上のホットスポットを含め、マイクロ波による重大な製品品質不良が生じることがあることが今では分かっている。これらの不良は、様々なパウチ形態及びトレイ形態にわたって、様々な強度において見られる。食品温度が上昇すると、大半の食品において、マイクロ波エネルギー吸収率が劇的に上昇する。同様に、マイクロ波エネルギーの食料への浸透も劇的に低下する。これらの要因が組み合わさることにより、ランナウェイ表面加熱と焦げが発生し得る。現在利用可能なマイクロ波レトルトシステムと方法は、方法設定点と、試験する製品調合物との全範囲にわたって、重大な製品品質不良を引き起こすことがある。９１５ラブズ製などの現在利用可能なマイクロ波レトルト装置では、名目上同一の処理にも関わらず、隣接し合うパッケージ間にわたって、大きな温度むらが生じることがある。例えば、食品間の温度むらは、コールドスポット温度プローブによって測定できる。

従来の知見に反して、マイクロ波ゾーンにおいて、少なくともマイクロ波処理の一部（一態様では、最初のマイクロ波処理）で、低めの温度の液体媒体を用いると、レトルト処理後の食品の品質を著しく向上させることができることが分かった。これは、２つ以上の温度部を有するマイクロ波ゾーンにおいて、特に有益な形で適用することができる。いくつかのアプローチでは、少なくとも２つのマイクロ波温度部を有するマイクロ波ゾーンを用いてよい。これらのアプローチでは、各マイクロ波温度部は、異なる温度の液体媒体を有するように、及び／又は異なる強度のマイクロ波を照射するように構成してよい。例えば、第１のマイクロ波温度部の液体媒体温度の方が、上記のように、低くてもよく、第２のマイクロ波温度部の液体媒体温度の方が高くてもよい。

一アプローチでは、殺菌温度を大幅に下回る温度に液体媒体の温度を制御できるマイクロ波温度ゾーンを提供する。例えば、マイクロ波ゾーン内の水の温度は、約２０℃〜約１１５℃であってよく、別の態様では、約２０℃〜約１１０℃であってよく、別の態様では、約２０℃〜約１００℃であってよく、別の態様では、約２０℃〜約９５℃であってよく、別の態様では、約２０℃〜約９０℃であってよく、別の態様では、約２０℃〜約８５℃であってよい。この範囲の最低値は少なくとも部分的には、食品を液体媒体に浸漬したときに、食品に照射するマイクロ波強度によって決定し得る。例えば、より高い強度のマイクロ波エネルギーを食品に照射する場合には、比較的温度の低い液体媒体が特に有益であることがある。これらのアプローチには、例えば、約２０℃〜約５０℃、別の態様では、約２０℃〜約４５℃、別の態様では、約２０℃〜約４０℃、更に別の態様では、約２０℃〜約３５℃の温度の液体媒体が特に適することがある。

逆に、強度の低いマイクロ波エネルギーを、より長い期間、食品に照射する場合には、約６５℃〜約１１５℃、別の態様では、約６５℃〜約１１０℃、別の態様では、約６５℃〜約１００℃、別の態様では、約６５℃〜約１００℃、別の態様では、約６５℃〜約９５℃、別の態様では、約６５℃〜約９０℃、別の態様では、約６５℃〜約８５℃といった、より高温の液体媒体が許容可能であることがある。

上記のように、マイクロ波温度ゾーン内の液体媒体が、殺菌温度を大幅に下回るようにすると、マイクロ波エネルギーの照射中、液体媒体が、熱を食品の表面から逃がせるようになることが有益にも分かった。これにより、いくつかの利点が得られる。第１に、製品表面の温度が低いほど、マイクロ波エネルギーがパッケージに浸透して、製品の体積型の加熱を行えるようになることが分かった。第２に、マイクロ波エネルギーを食品の更に深くまで伝達することによって、マイクロ波から食品への温度上昇効率がかなり高くなる。第３に、全体的な効果が、断面の製品温度プロファイルを、低温の芯と非常に高温の表面から、殺菌済みの芯と温度の低下した表面に逆転するように、マイクロ波による表面熱を更に速く液体媒体に放熱する。温度の低い液体媒体を使用すると、有益なことに、食品のコールドスポットに比べて、食品表面が過剰処理されることが大幅に軽減される。これにより、現在利用可能な蒸気レトルトシステムとマイクロ波レトルト方法によって処理した食品と比べて、大きな製品上の利点が得られる。

ある１つのアプローチによって、４つの個々の温度部を有するマイクロ波ゾーンが図２に示されている。例示的な一アプローチでは、食品をマイクロ波ゾーンに通すときに、食品が最初に入る第１の温度部は、温度が最低の温度部であってよく、残りの３つの温度部は、温度が同じであっても、高くてもよい。例えば、各温度部内の液体媒体の温度は、ある１つの温度部から次の温度部に向かって、進行方向に沿って徐々に上昇してもよい。

さらに、上記のように、各温度部で照射されるマイクロ波強度も、温度部ごとに異なってもよい。例えば、図２のゾーン１では、液体媒体温度が比較的低いときには（例えば、約２０℃〜約７０℃）、強度が高めのマイクロ波エネルギーを食品に照射して、エネルギーを食品に、その食品のコールドスポットまで、より深く浸透させてよく、その一方で、食品表面からの熱を、温度の低い液体媒体まで放熱する。そして、コールドスポットの温度が上昇し始めたら、食品を更なるマイクロ波温度部に運んでよく、この温度部では、手前の温度部よりもマイクロ波強度が低くなっており、液体媒体温度は、手前の温度部よりも高くなっている。最後の温度部では、食品のコールドスポットは、所望の低温殺菌温度（例えば、約６０〜約９０℃）及び／若しくは殺菌温度（例えば、約１１５〜１３５℃）、又はその周辺温度となっていなければならない。

マイクロ波方法の終わりに近づくと、食品の外面から液体媒体に熱を伝達することの重要性は低くなり、液体媒体の温度は、低温殺菌及び／若しくは殺菌温度、又はその周辺温度まで上昇することができる。したがって、食品のコールドスポットと外面の両方が、低温殺菌及び／又は殺菌温度に達するように、連続するマイクロ波温度部内の液体媒体の温度を必要に応じて上昇させることができる。例えば、最後のマイクロ波温度部内の液体媒体は、低温殺菌においては約６０℃〜約９０℃、又は殺菌においては約１１５℃〜約１３５℃であってよい。

一態様では、マイクロ波電力は、各照射部下において、マイクロ波１パス当たり約５ｋＷ〜約４０ｋＷであり、別の態様では、マイクロ波１パス当たり約１０ｋＷ〜約２０ｋＷである。選択する正確な電力レベルは、少なくとも部分的には、行うパスの数と、マイクロ波照射部の数と、マイクロ波ゾーンを通すように食品を運ぶ速度と、マイクロ波照射パス間の時間と、特定の温度部内の液体媒体の温度によって決定し得る。一態様では、各パスは、約４５秒〜約１分の範囲であってよい。

システムの第１の端部にゲートバルブセット４０１が設けられており、それに続いて、予熱ゾーン４０２があり、この予熱ゾーンは、温水／冷水セパレーターを備えてよい。このゾーンでは、食品を液体媒体に浸漬し、図１の行程１０１に従って、所望の温度まで加熱する。一態様では、予熱行程で用いる液体媒体の温度は、約５０℃〜約８５℃であってよく、予熱行程は、食品に約５０〜約８０℃の均一な温度をもたらすのに有効な期間行ってよい。

続いて、食品をマイクロ波ゾーン４０５に移動させる。マイクロ波ゾーン４０５は、個別のマイクロ波温度部を１つ、２つ、又は複数備えてよい。例えば、１〜約１０個のマイクロ波温度部を用いてよいが、例えば、液体媒体の温度を徐々に上昇させるのが望ましいことのある特定の用途では、温度部が多いほど望ましいことがある。一態様では、複数のマイクロ波チャンバーを用いるときには、この複数のチャンバーの１つ以上は、異なるマイクロ波エネルギーを食品に供給するように構成する。一アプローチでは、マイクロ波照射点又は導波管は、米国特許第７，１１９，３１３号（参照により、その全体が本明細書に組み込まれる）に記載されているように構成してよい。

マイクロ波の照射後、次に、保持ゾーン４０８に通じる温水／冷水セパレーター４０６に、食品を運ぶ。温水／冷水セパレーター４０６の配置は、マイクロ波レトルトシステムに特有のものである。セパレーター４０６は、有益なことに、マイクロ波ゾーンの水と、保持ゾーン４０８の水（マイクロ波ゾーンの水よりもかなり高い温度であり得る）とを分離した状態に保つ。このような温水／冷水セパレーター４０６により、レトルトシステムを連続的又は半連続的な方法で利用可能になる。このシステムにおいて、少なくともいくつかのアプローチでは、食品を液体媒体温度のマイクロ波ゾーン４０５から、殺菌温度の保持ゾーン４０８に移動させてよい。食品は、減速／積層化ゾーン４０７を通ることになり、このゾーンでは、保持ゾーン４０８の前に、食品を積層状態にできる。保持ゾーン４０８では、図１及び３を参照しながら上記したように、Ｆ_０を３〜８にするのに必要な期間、別の態様では、Ｆ_０を４〜８にするのに必要な期間、食品を殺菌温度に保持することになる。

Claims

マイクロ波エネルギーを用いて包装食品を低温殺菌又は殺菌する方法であって、
包装食品を約５０℃〜約８０℃の温度まで予熱することと、
第１の温度部と少なくとも第２の温度部とを備えるマイクロ波ゾーンに、前記包装食品を運ぶことと、
前記第１の温度ゾーンにおいて、温度が約２０℃〜約１１０℃の液体媒体に前記包装食品を浸漬し、マイクロ波エネルギーを前記食品に第１の期間照射することと、
前記包装食品を前記第１のマイクロ波温度部から第２のマイクロ波温度部に運ぶことであって、前記第２の温度部内の液体媒体の温度が、前記第１の温度部の前記液体媒体よりも高いことと、マイクロ波エネルギーを前記食品に第２の期間照射することと、
温度が約１１５℃〜約１３５℃の液体媒体を含む保持ゾーンに、マイクロ波エネルギーを少なくとも第１及び第２の期間照射した前記包装食品を運ぶことと、
前記包装食品を前記保持ゾーンから冷却ゾーンに運ぶことと、
を含む方法。
前記包装食品を第３の温度部に運ぶことと、マイクロ波エネルギーを前記食品に第３の期間照射することを更に含み、前記第２の温度部内の液体媒体の温度が、前記第１の温度部の前記液体媒体よりも高い、請求項１に記載の方法。
前記第２の温度部の後に、前記包装食品を複数の追加のマイクロ波温度部に運ぶことを更に含む、請求項１又は請求項２に記載の方法。
前記複数の追加のマイクロ波温度部が、３〜１０個の追加の温度部を含む、請求項３に記載の方法。
前記第１の温度部で照射される前記マイクロ波エネルギーの強度が、前記第２の温度部で照射される前記マイクロ波エネルギーよりも高い、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
前記第１の温度部で照射される前記マイクロ波エネルギーの強度が、前記第２のマイクロ波温度部と前記複数の追加のマイクロ波温度部で照射される前記マイクロ波エネルギーよりも高い、請求項２〜５のいずれか一項に記載の方法。
前記包装食品が、パスタ、パスタ及びソース、マカロニ及びチーズ、肉、肉及びソース、肉及びブロス、ご飯料理、卵料理、オムレツ、小鍋料理、ジャガイモ（マッシュポテト、スライスポテト、角切りポテト）、スープ、果物、魚、並びに飲料からなる群から選択されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
前記包装食品がマカロニ及びチーズである、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
前記包装食品が、パウチ、硬質容器、又は可撓性容器を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
前記第１及び第２の温度部のそれぞれの前記液体媒体の温度が、前記マイクロ波エネルギーの照射中、約２０〜約９５℃である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
前記第１及び第２の温度部のそれぞれの前記液体媒体の温度が、前記マイクロ波エネルギーの照射中、約２０〜約９０℃である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
前記第１及び第２の温度部のそれぞれの前記液体媒体の温度が、前記マイクロ波エネルギーの照射中、約２０〜約８５℃である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
前記食品のいずれの部分が、１３５℃を超える温度に達しないように、各方法行程を行う、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
前記予熱ゾーン内の液体媒体を約５０℃〜約８５℃の温度まで加熱するように構成された予熱ゾーンと、
少なくとも１つのマイクロ波供給源、
マイクロ波エネルギーを前記マイクロ波供給源から、そのマイクロ波ゾーンに配置された包装食品に導くように構成された少なくとも２つのマイクロ波照射部、及び
前記マイクロ波ゾーン内の少なくとも２つの温度部であって、各温度部内の液体媒体を加熱するように構成された各温度部
を備えるマイクロ波ゾーンと、
前記包装食品を前記予熱ゾーンから前記マイクロ波ゾーンに移動させるように構成された運搬装置と、
を備えるマイクロ波レトルトシステム。
前記マイクロ波ゾーンが少なくとも３つの温度部を備える、請求項１４に記載のマイクロ波レトルトシステム。
前記マイクロ波ゾーンが、複数のマイクロ波温度部を備える、請求項１４又は請求項１５に記載のマイクロ波レトルトシステム。
前記複数のマイクロ波温度部が、３〜１０個の追加の温度部を含む、請求項１６に記載のマイクロ波レトルトシステム。
前記マイクロ波ゾーンの下流に、前記包装食品を所望の殺菌又は低温殺菌温度に保持するように構成された保持ゾーンを更に備える、請求項１４に記載のマイクロ波レトルトシステム。
前記マイクロ波ゾーンと前記保持ゾーンとの間に温水／冷水セパレーターを更に備える、請求項１８に記載のマイクロ波レトルトシステム。